CN107199442A - 直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法 - Google Patents

Abstract

一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法，其特征是它包括以下步骤：首先，根据不同厚度管桩的长度计算出相应重量钢带卷；其次，将第一种厚度的钢带卷置于上料机上并进行开卷；第三，将开过卷的钢带送入夹送矫平机进行牵引的同时使原本卷圈的钢带变成平带；第四，将经过矫平的钢带送入铣边机进行铣边，使钢带两边形成有利于焊接成形的坡口状；第五，利用电动立辊进行导向和扶正；第六，使经过弯边的钢带进入成形机中在导向辊的导向下逐步卷曲形成所需的管径的螺旋钢管；第七，在管桩成形过程中如果需要进行管径的变化，则通过调节成形机上成形辊的位置实现不同直径的成形；最后，当卷曲成型的管桩达到设定的长度时进行切割探伤格。本发明方法简单，生产效果高，可实现变直径和变厚度。

Description

直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法

技术领域

本发明涉及一种钢管生产技术，尤其是一种利用带钢生产螺纹管桩的技术，具体地说是一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法。

背景技术

众所周知，管桩于20世纪初在欧洲开始生产，并迅速在世界各地特别是发达工业化国家得到广泛应用。20世纪50年代，我国首次在铁路桥梁围堰施工中，由铁道部大桥局从原苏联引进使用。由于受廉价土地资源及人力资源的影响，加之国内生产基本处于空白状态，作为金属建材的超长管桩，在我国的应用与发展仍然十分缓慢。随着我国经济的快速发展，各类快捷、高效、环保的建筑施工方法得以认可并发展，20世纪末，我国的钢板桩应用工程己有一定的发展。由于它的特殊结构，因而具有独特的优点:高强度、轻型、隔水性能好;耐用性强，使用寿命达到20-50年;可重复使用，一般可使用5-10次;环保效果显著，在施工中可大大减少取土量和混凝土的使用量，有效保护土地资源;具有较强的救灾抢险的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的抢险救灾中，见效特别快；施工简单，工期缩短，建设费用较省。

目前海洋工程越来越普及，在深海进行围海、围堰海上实施当中需要管桩的长度越来越长，尤其深度比较深，要求承载的负荷就比较高，但是在纵向方向每个地方承载的大小又是变化的，其中在海陆交界的地方承载的力最大，如果按照最大点值来计算厚度，由于钢材在长度方向受力不均，承载厚度要求也不一样，必须要研究出在长度方向根据受力情况来确定厚度的变厚度的管桩。这样一来既能满足强度要求，又能大量地节省材料，具有很高的经常效益和社会效益。

如果采用这种变厚度的管桩，将大大降低用钢量，能节约20~30%，节约成本，具有显示的社会效益和经济效益。而据申请人所知，目前尚无一种能生产变厚度超长螺旋管桩的设备可供使用。

发明内容

本发明的目的是针对目前大直径管桩不能实现变厚度和变直径的问题，设计一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法。

本发明的技术方案是：

一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，根据不同厚度管桩的长度计算出相应重量钢带卷；

其次，将第一种厚度的钢带卷置于上料机上并进行开卷；

第三，将开过卷的钢带送入夹送矫平机进行牵引的同时使原本卷圈的钢带变成平带；

第四，将经过矫平的钢带送入铣边机进行铣边，使钢带两边形成有利于焊接成形的坡口状；

第五，利用电动立辊进行导向和扶正，使带钢呈直线前行进入预弯压板装置对钢带的两侧边利用滚轮进行滚压使两侧边略向上翘曲以利于下一步卷曲成形，同时利用导向板将钢板压住，防止卷曲过程中被卷曲力掀起，保证正确有姿态进入成型机中；

第六，使经过弯边的钢带进入成形机中在导向辊的导向下逐步卷曲形成所需的管径的螺旋钢管，在成形机出口处安装外部焊机，在成形机进口处从管桩内伸入焊枪分别从管内外对接缝进行焊接，焊接时先焊接内缝，待第一卷内部焊缝焊接结束后再焊接外部焊缝，这样内外焊缝相差一卷以防止高温对焊接质量的影响；

第七，在管桩成形过程中如果需要进行管径的变化，则通过调节成形机上成形辊的位置实现不同直径的成形；

第八，当一种厚度的板材使用结束，且板材的尾部进入成形机之前，立即将另一种厚度的钢带卷置上上郑机上，重复第三到第五步，直至新的厚度的钢带头部与前一种厚度钢带尾部相接，再启动成形机和焊枪，使两种厚度的带材同步进入成形机中进行卷曲成形；

最后，当卷曲成型的管桩达到设定的长度时进行切割，并对焊缝进行探伤，对有创部分进行补焊，探伤，直至合格。

所述的上料机包括底座101，所述的底座101的丙端对称设有导轨，导轨上安装有柱头105，柱头105在左右移动油缸106的带动下沿导轨移动以调整左右两个柱头之间的跨度以适应不同宽度上料需要，在两个柱头105上各安装有一个用于插入原料卷带中的插辊108，插辊108与上下移动油缸107的活塞杆相连从而作上下移动，以适应不同直径原料卷带的需要，在两个柱头105中间设有用于承受料卷重量的托卷装置104，所述的托卷装置104由两个托辊及其传动装置组成，两个托辊均由带轮带动反向转动以便按设定的速度将钢带从带卷上送出，带轮由上卷齿轮箱103驱动，上卷齿轮条103由上卷电机102驱动。

所述的开卷机包括机架201和铲头203铲头203活动铰装在铲轴204上，铲轴204的两端铰装在举臂205的一端上，举臂205的另一端铰装在定轴206上并与动杆207的一端固定相连，动杆207的另一端与油缸活塞杆208的下端铰接相连。

所述的夹送矫平机由夹送装置311和矫平装置组成，夹送装置311安装在矫平装置的进料口前部，夹送装置由上下夹送辊及其驱动装置组成，所述的矫平装置包括上矫平轴35和下矫平轴312，所述的上矫平轴305和下矫平轴312均通过联轴器与分齿轮箱308对应的输出轴相连，分齿轮箱308的输入轴通过联轴器与减速器309的输出轴相连，减速器309的输入轴通过联轴器与电机310的输出轴相连；所述的下矫平轴312安装在下支撑架调整装置306上上以便调整其高度，下支撑架调整装置306安装在下支撑架307上；所述的上矫平轴305安装在上支撑架调整装置304上，上支撑架调整装置304安装在上支撑架303上，上支撑架303安装在顶梁302上，顶梁装置302安装在立柱313上，立柱313上安装有将顶梁302下压的压下装置301。

所述的铣边机包括对称安装在带钢两侧的铣刀盘405，铣刀盘405由传动装置401带动转动；铣刀盘405和传动装置401均安装在滑动座402上，滑动座安装在底座404上，底座404上安装有驱动滑动座左右移动以便适应不同带宽原料加工的需要宽度调整装置403。

所述的预弯压板装置包括固定支架502，固定支架502上安装有固定导向板501，所述的固定导向板501的两侧各安装有一组预弯边导轮组503，钢带的两侧边进入预弯边导轮组之间形成向内折弯的形状，在固定导向板501的出料一侧安装有活动导向板505，活动导向板505的上部安装有能调节其高度的槽梁；所述的预弯边导轮组3的两个导轮之间的间隙可调，以适应不同厚度板材折弯需要；所述的活动导向板5的数量为三个，分别压住钢带的中间和两侧边；所述的活动导向板5和固定导向板1与钢带接触的一面上安装有滚轮以减少钢带通过的摩擦力。

所述的成型机它包括柱架606、管内焊枪和管外焊接，柱架606安装在移动底座608上，移动底座608安装在固定底座609上，所述的柱架606上安装有定径辊架605，定径辊架605上安装有三个成形辊611，调整三个成型辊之间的距离即可改变成形钢管的外径；在移动底座608上安装有导向辊601，603，在成形管螺旋接缝处安装有焊热辊602，在导向辊601，603的外侧还各安装有一个附辊604，在成型装置的入口处安装有使带钢正确进入导向辊601，603进行折弯变形的立辊；所述的定径辊架605在柱架606上的位置可调；所述的管内焊枪和管外焊接分别与相邻的两条螺旋接缝相对，且在与外部焊检相对位置处的管道内加装在提高外部焊缝质量的内辊607，内辊607通过连接支架与柱架606相连。

所述的电动立辊装置包括底座705，所述的底座705上安装有基座704，基座704中安装有导轨706，导轨706上安装有丝杆703，丝杆703由电机701驱动，丝杆螺母707安装在丝杆703上，辊体702与丝杆螺母707相连。

本发明的有益效果：

1）本发明能通过在原材料喂入时将不同厚度的板材根据管材的要求进行合理地喂入。通过传感器来准确的测量钢材喂入的长度和喂入的方位。

2）本发明能将不同厚度进行卷曲，卷曲过程当中保证不同的厚度能够准确的卷曲以后外径不发生变化，而内径发生变化。要保证不同厚度钢材之间焊接熔透。

3）本发明能保证长度方向在合理的规定的图纸要求在该厚的地方厚，该薄的地方薄，准确的控制长度方向厚度进行测量。在不同厚度之间保证焊缝的全熔透，能保证焊缝达到要求的指标。

4）本发明设计合理，生产效率高。

附图说明

图1是本发明的上料机的结构示意图。

图2是本发明的开卷机的结构示意图。

图3是本发明的夹送矫平机的结构示意图。

图4是本发明的铣边机的结构示意图。

图5是本发明的预弯压板装置的结构示意图。

图6是本发明的成型机的结构示意图。

图7是本发明的电动立辊装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-7所示。

一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法，它包括以下步骤：

首先，根据不同厚度管桩的长度计算出相应重量钢带卷；

其次，将第一种厚度的钢带卷置于上料机上并进行开卷；

第三，将开过卷的钢带送入夹送矫平机进行牵引的同时使原本卷圈的钢带变成平带；

第四，将经过矫平的钢带送入铣边机进行铣边，使钢带两边形成有利于焊接成形的坡口状；

第五，利用电动立辊进行导向和扶正，使带钢呈直线前行进入预弯压板装置对钢带的两侧边利用滚轮进行滚压使两侧边略向上翘曲以利于下一步卷曲成形，同时利用导向板将钢板压住，防止卷曲过程中被卷曲力掀起，保证正确有姿态进入成型机中；

第六，使经过弯边的钢带进入成形机中在导向辊的导向下逐步卷曲形成所需的管径的螺旋钢管，在成形机出口处安装外部焊机，在成形机进口处从管桩内伸入焊枪分别从管内外对接缝进行焊接，焊接时先焊接内缝，待第一卷内部焊缝焊接结束后再焊接外部焊缝，这样内外焊缝相差一卷以防止高温对焊接质量的影响；

第七，在管桩成形过程中如果需要进行管径的变化，则通过调节成形机上成形辊的位置实现不同直径的成形；

第八，当一种厚度的板材使用结束，且板材的尾部进入成形机之前，立即将另一种厚度的钢带卷置上上郑机上，重复第三到第五步，直至新的厚度的钢带头部与前一种厚度钢带尾部相接，再启动成形机和焊枪，使两种厚度的带材同步进入成形机中进行卷曲成形；

最后，当卷曲成型的管桩达到设定的长度时进行切割，并对焊缝进行探伤，对有创部分进行补焊，探伤，直至合格。

所述的电动立辊装置7包括底座705，所述的底座705上安装有基座704，基座704中安装有导轨706，导轨706上安装有丝杆703，丝杆703由电机701驱动，丝杆螺母707安装在丝杆703上，辊体702与丝杆螺母707相连，如图7所示。

本发明的各主要组成部分详述如下：

如图1所示，上料机包括底座101，所述的底座101的丙端对称设有导轨，导轨上安装有柱头105，柱头105在左右移动油缸106的带动下沿导轨移动以调整左右两个柱头之间的跨度以适应不同宽度上料需要，在两个柱头105上各安装有一个用于插入原料卷带中的插辊108，插辊108与上下移动油缸107的活塞杆相连从而作上下移动，以适应不同直径原料卷带的需要，在两个柱头105中间设有用于承受料卷重量的托卷装置104，所述的托卷装置104由两个托辊及其传动装置组成，两个托辊均由带轮带动反向转动以便按设定的速度将钢带从带卷上送出，带轮由上卷齿轮箱103驱动，上卷齿轮条103由上卷电机102驱动。

如图2所示，开卷机包括机架201和铲头203铲头203活动铰装在铲轴204上，铲轴204的两端铰装在举臂205的一端上，举臂205的另一端铰装在定轴206上并与动杆207的一端固定相连，动杆207的另一端与油缸活塞杆208的下端铰接相连。

如图3所示，夹送矫平机由夹送装置311和矫平装置组成，夹送装置311安装在矫平装置的进料口前部，夹送装置由上下夹送辊及其驱动装置组成，所述的矫平装置包括上矫平轴35和下矫平轴312，所述的上矫平轴305和下矫平轴312均通过联轴器与分齿轮箱308对应的输出轴相连，分齿轮箱308的输入轴通过联轴器与减速器309的输出轴相连，减速器309的输入轴通过联轴器与电机310的输出轴相连；所述的下矫平轴312安装在下支撑架调整装置306上上以便调整其高度，下支撑架调整装置306安装在下支撑架307上；所述的上矫平轴305安装在上支撑架调整装置304上，上支撑架调整装置304安装在上支撑架303上，上支撑架303安装在顶梁302上，顶梁装置302安装在立柱313上，立柱313上安装有将顶梁302下压的压下装置301。

如图4所示，铣边机包括对称安装在带钢两侧的铣刀盘405，铣刀盘405由传动装置401带动转动；铣刀盘405和传动装置401均安装在滑动座402上，滑动座安装在底座404上，底座404上安装有驱动滑动座左右移动以便适应不同带宽原料加工的需要宽度调整装置403。

如图5所示，预弯压板装置包括固定支架502，固定支架502上安装有固定导向板501，所述的固定导向板501的两侧各安装有一组预弯边导轮组503，钢带的两侧边进入预弯边导轮组之间形成向内折弯的形状，在固定导向板501的出料一侧安装有活动导向板505，活动导向板505的上部安装有能调节其高度的槽梁；所述的预弯边导轮组3的两个导轮之间的间隙可调，以适应不同厚度板材折弯需要；所述的活动导向板5的数量为三个，分别压住钢带的中间和两侧边；所述的活动导向板5和固定导向板1与钢带接触的一面上安装有滚轮以减少钢带通过的摩擦力。

如图6所示，成型机它包括柱架606、管内焊枪和管外焊接，柱架606安装在移动底座608上，移动底座608安装在固定底座609上，所述的柱架606上安装有定径辊架605，定径辊架605上安装有三个成形辊611，调整三个成型辊之间的距离即可改变成形钢管的外径；在移动底座608上安装有导向辊601，603，在成形管螺旋接缝处安装有焊热辊602，在导向辊601，603的外侧还各安装有一个附辊604，在成型装置的入口处安装有使带钢正确进入导向辊601，603进行折弯变形的立辊；所述的定径辊架605在柱架606上的位置可调；所述的管内焊枪和管外焊接分别与相邻的两条螺旋接缝相对，且在与外部焊检相对位置处的管道内加装在提高外部焊缝质量的内辊607，内辊607通过连接支架与柱架606相连。

原料钢带卷开卷后先进行夹送校平，然后进行铣边、弯边再经成型装置在导辊的导向下卷曲成所需的直径，利用内外焊机对拼缝分别进行两次焊接，一次是从内部焊接，然后进行外部焊接，再后再根据所需长度进行定长切割。在加工过程中如需进行直径变化，可通过调整成型机上成形辊的位置加以实现，如果在进行厚度调整，则需要先计算好更换厚度处带材的用量，当达到用量时，再将不同厚度的带材装上生产线，保证二种厚度带材在成形机出口处实现无缝对接即可。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，根据不同厚度管桩的长度计算出相应重量钢带卷；

其次，将第一种厚度的钢带卷置于上料机上并进行开卷；

第三，将开过卷的钢带送入夹送矫平机进行牵引的同时使原本卷圈的钢带变成平带；

第四，将经过矫平的钢带送入铣边机进行铣边，使钢带两边形成有利于焊接成形的坡口状；

第五，利用电动立辊进行导向和扶正，使带钢呈直线前行进入预弯压板装置对钢带的两侧边利用滚轮进行滚压使两侧边略向上翘曲以利于下一步卷曲成形，同时利用导向板将钢板压住，防止卷曲过程中被卷曲力掀起，保证正确有姿态进入成型机中；

第六，使经过弯边的钢带进入成形机中在导向辊的导向下逐步卷曲形成所需的管径的螺旋钢管，在成形机出口处安装外部焊机，在成形机进口处从管桩内伸入焊枪分别从管内外对接缝进行焊接，焊接时先焊接内缝，待第一卷内部焊缝焊接结束后再焊接外部焊缝，这样内外焊缝相差一卷以防止高温对焊接质量的影响；

第七，在管桩成形过程中如果需要进行管径的变化，则通过调节成形机上成形辊的位置实现不同直径的成形；

第八，当一种厚度的板材使用结束，且板材的尾部进入成形机之前，立即将另一种厚度的钢带卷置上上郑机上，重复第三到第五步，直至新的厚度的钢带头部与前一种厚度钢带尾部相接，再启动成形机和焊枪，使两种厚度的带材同步进入成形机中进行卷曲成形；

最后，当卷曲成型的管桩达到设定的长度时进行切割，并对焊缝进行探伤，对有创部分进行补焊，探伤，直至合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的上料机包括底座（101），所述的底座（101）的丙端对称设有导轨，导轨上安装有柱头（105），柱头（105）在左右移动油缸（106）的带动下沿导轨移动以调整左右两个柱头之间的跨度以适应不同宽度上料需要，在两个柱头（105）上各安装有一个用于插入原料卷带中的插辊（108），插辊（108）与上下移动油缸（107）的活塞杆相连从而作上下移动，以适应不同直径原料卷带的需要，在两个柱头（105）中间设有用于承受料卷重量的托卷装置（104），所述的托卷装置（104）由两个托辊及其传动装置组成，两个托辊均由带轮带动反向转动以便按设定的速度将钢带从带卷上送出，带轮由上卷齿轮箱（103）驱动，上卷齿轮条（103）由上卷电机（102）驱动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的开卷机包括机架（201）和铲头（203）铲头（203）活动铰装在铲轴（204）上，铲轴（204）的两端铰装在举臂（205）的一端上，举臂（205）的另一端铰装在定轴（206）上并与动杆（207）的一端固定相连，动杆（207）的另一端与油缸活塞杆（208）的下端铰接相连。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的夹送矫平机由夹送装置（311）和矫平装置组成，夹送装置（311）安装在矫平装置的进料口前部，夹送装置由上下夹送辊及其驱动装置组成，所述的矫平装置包括上矫平轴（35）和下矫平轴（312），所述的上矫平轴（305）和下矫平轴（312）均通过联轴器与分齿轮箱（308）对应的输出轴相连，分齿轮箱（308）的输入轴通过联轴器与减速器（309）的输出轴相连，减速器（309）的输入轴通过联轴器与电机（310）的输出轴相连；所述的下矫平轴（312）安装在下支撑架调整装置（306）上上以便调整其高度，下支撑架调整装置（306）安装在下支撑架（307）上；所述的上矫平轴（305）安装在上支撑架调整装置（304）上，上支撑架调整装置（304）安装在上支撑架（303）上，上支撑架（303）安装在顶梁（302）上，顶梁装置（302）安装在立柱（313）上，立柱（313）上安装有将顶梁（302）下压的压下装置（301）。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的铣边机包括对称安装在带钢两侧的铣刀盘（405），铣刀盘（405）由传动装置（401）带动转动；铣刀盘（405）和传动装置（401）均安装在滑动座（402）上，滑动座安装在底座（404）上，底座（404）上安装有驱动滑动座左右移动以便适应不同带宽原料加工的需要宽度调整装置（403）。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的预弯压板装置包括固定支架（502），固定支架（502）上安装有固定导向板（501），所述的固定导向板（501）的两侧各安装有一组预弯边导轮组（503），钢带的两侧边进入预弯边导轮组之间形成向内折弯的形状，在固定导向板（501）的出料一侧安装有活动导向板（505），活动导向板（505）的上部安装有能调节其高度的槽梁；所述的预弯边导轮组（3）的两个导轮之间的间隙可调，以适应不同厚度板材折弯需要；所述的活动导向板（5）的数量为三个，分别压住钢带的中间和两侧边；所述的活动导向板（5）和固定导向板（1）与钢带接触的一面上安装有滚轮以减少钢带通过的摩擦力。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的成型机它包括柱架（606）、管内焊枪和管外焊接，柱架（606）安装在移动底座（608）上，移动底座（608）安装在固定底座（609）上，所述的柱架（606）上安装有定径辊架（605），定径辊架（605）上安装有三个成形辊（611），调整三个成型辊之间的距离即可改变成形钢管的外径；在移动底座（608）上安装有导向辊（601，603），在成形管螺旋接缝处安装有焊热辊（602），在导向辊（601，603）的外侧还各安装有一个附辊（604），在成型装置的入口处安装有使带钢正确进入导向辊（601，603）进行折弯变形的立辊；所述的定径辊架（605）在柱架（606）上的位置可调；所述的管内焊枪和管外焊接分别与相邻的两条螺旋接缝相对，且在与外部焊检相对位置处的管道内加装在提高外部焊缝质量的内辊（607），内辊（607）通过连接支架与柱架（606）相连。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的电动立辊装置包括底座（705），所述的底座（705）上安装有基座（704），基座（704）中安装有导轨（706），导轨（706）上安装有丝杆（703），丝杆（703）由电机（701）驱动，丝杆螺母（707）安装在丝杆（703）上，辊体（702）与丝杆螺母（707）相连。